航天用太阳电池标定方法

航天用太阳电池标定方法

国家标准 GB/T6496一2017 代替GB/T64961986 航天用太阳电池标定方法 Iestmethodofaerospaeesolareellsealibrationm 2017-11-01发布 2017-11-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/6496一2017 目 次 前言 引言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 标定原理 4.1概述 4.2辐照度和光谱辐照度修正 4.3温度修正 5 仪器设备 -般要求 5.l 5.2太阳电池短路电流测试设备 5.3太阳电池温控及测温设备 太阳电池相对光谱响应测试设备 5.4 5.5地面直接阳光辐照度测试设备 5.6地面阳光光谱辐照度测试设备 5.7太阳跟踪器 5.8准直筒 标定测试系统 标定程序 7.1标准太阳电池样品及性能测试 7.1.1标准太阳电池样品 7.1.2标准太阳电池样品性能测试 7.2自然阳光下太阳电池标定测试 7.2.1标定环境条件 7.2.2标定测试步骤 标定结果的计算 标准太阳电池的复标定 标定报告 10 附录A资料性附录)太阳电池高空标定方法 附录B(规范性附录)AM0标准阳光光谱辐照度
GB/6496一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准代替GB/T6496一1986《航天用太阳电池标定的一般规定》 本标准与GB/T6496一1986 相比,主要技术变化如下 -适用范围增加了多结呻化嫁太阳电池相应的子太阳电池的标定(见第1章); -增加了“高空飞机标定法”和“高空气球标定法”见附录A) 参照ISO15387:2005,更新了AM0标准阳光光谱辐照度分布数据见附录B,1986年版 附录A); -将“地面直接阳光标定法”由标准附录予以描述改为在标准正文中予以详细描述(见第4章， 1986年版附录B); 删除了“高山标定法"(见1986年版的附录B): 删除了名词术语“AM0标定的短路电流值”和“AM0标定值”(见1986年版附录c). 本标准由航天科技集团公司提出 本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(sAc/TC425)归口 本标准起草单位;北京东方计量测试研究所、上海空间电源研究所、电子科技集团公司第十八 研究所 本标准主要起草人;杨亦强、张于、陆剑峰、倪家伟、肖志斌、王立功、刘民、徐思伟、刘志宏、路涧喜、 苏新光、马志毅、张明志、胡志远、李振、吴康、梅高峰、程硕 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T6496一1986
GB/T6496一2017 引 言 航天用标准太阳电池是航天用太阳电池及太阳电池阵电性能测试时太阳模拟器辐照度设定的依 据,获得准确的一级航天用标准太阳电池的标定结果,是保证航天用太阳电池及太阳电池阵电性能测试 准确性的前提 GB/T6496一1986中推荐的两个航天一级标准太阳电池的标定方法之一“地面阳光光谱法”一直 被我国航天系统使用,并不断改进、完善 1990年2000年,该方法多次参加了与NAsA、ESA、 NASDA等国外航天机构的航天标准太阳电池的比对测试,验证了该方法的准确性与可靠性,并以“地 面直接阳光标定法”的名称被列人国际标准IsO15387:2005《航天系统单结太阳电池测量与标定 程序Space SyStemS Singlejunetionsolarcells一Measurementandcalibrationproeedures),是目前 我国唯一获得国际认可的航天用标准太阳电池的标定方法 “地面直接阳光标定法”利用自然阳光以及成熟的通用仪器设备即可进行太阳电池的AM0标定， 技术成熟,费用低 该方法可采用腔体的绝对直接辐射计,准确度高并可直接溯源到世界辐射中心的太 阳辐照基准,具有较高的准确性和可靠性 高空及空间标定可以直接得到太阳电池在真实AM0阳光条件的标定结果,具有更高的准确性 国外先进航天机构的“高空飞机标定法”“高空气球标定法”等高空标定方法已有超过50年应用经验,利 用卫尾、航天飞机进行的搭载标定也已开展了多次,在载人空间站进行太阳电池标定的工作也在规划之 中 高空及空间标定也是我国航天太阳电池标定技术的发展方向 我国从2000年开始高空及空间标定的研究工作,在方法、设备和程序等方面还需要改进完善 为 了促进我国高空标定技术的发展,本着向国际先进标准靠拢,为今后的发展提供了指导,同时反映我国 技术现状的原则,在附录A中分别列出了国际标准Iso15387;2005中规定的“高空气球标定法”和“高 空飞机标定法”,为我国今后航天用太阳电池的高空标定工作提供指导 GB/T6496一1986的修订采用了具有我国自主知识产权国际公认的标定方法,吸收了我国航天太 阳电池标定技术多年来的发展成果,既体现了我国技术现状,又考虑了未来发展,且靠拢国际先进标准， 更具可操作性和指导意义,将在我国航天太阳电池标定技术的发展以及航天光伏电源系统的研制,应用 水平的提高中发挥积极作用 IN
GB/6496一2017 航天用太阳电池标定方法 范围 本标准规定了采用地面直接阳光方法进行航天用一级标准太阳电池标定的标定原理、仪器设备、测 试系统和程序等 本标准适用于航天用单晶硅、单结呻化嫁一级标准太阳电池以及航天用多结呻化镶太阳电池相应 的一级标准子太阳电池的标定,其他类型航天用标准太阳电池、地面用标准太阳电池的标定可参照 执行 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 件 GB/T2297太阳光伏能源系统术语 GB/T6492航天用标准太阳电池 GB/T6495.4晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法 第8部分;光伏器件光谱响应的测量 GB/T6495.8光伏器件 systemsSinglejunction 1sO15387;2005航天系统单结太阳电池测量与标定程序(Spaee solarcellsMeasurementsandcalibrationprocedures 术语和定义 GB/T2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 -级标准太阳电池primarystandarlsolarce 用规定的方法制作,具有与被测太阳电池相同的相对光谱响应,采用规定的不基于其他标准太阳电 池的标定方法标定过的太阳电池 3.2 -级标准子太阳电池primary standardcomponentsolarcell 用规定的方法制作,具有与被测多结太阳电池相应子电池相同的相对光谱响应,采用规定的不基于 其他标准太阳电池标定方法标定过,用于太阳模拟器相应波段辐照度的设定的太阳电池 3.3 solarcellcalibration 航天用太阳电池标定space 确定标准太阳电池或标准子太阳电池在标准或真实AM0阳光条件和标准温度下短路电流的 过程 3,4 AM0阳光条件airmasszersum nlighteonditiom 大气层上界日地平均距离处与阳光光线垂直平面上的阳光光照条件
GB/T6496一2017 3.5 标准温度 standardeasurementtemperature 标准太阳电池短路电流标定结果规定的温度值,规定为25C 标定原理 4.1概述 航天太阳电池的标定从原理上分为高空标定方法和地面标定方法两类 高空标定方法中的高空飞 机标定方法和高空气球标定方法的原理和程序参见附录A 地面直接阳光方法原理为:在地面直接阳 光下测试太阳电池短路电流、温度,以及地面阳光的总辐照度和光谱辐照度,通过总辐照度、光谱辐照度 和温度修正,计算出太阳电池在标准温度下的AM0短路电流,从而得到航天用一级标准太阳电池和 级标准子太阳电池(以下统称为标准太阳电池) 地面直接阳光标定方法的原理框图见图1) 地面直接阳光方法采用的AM0标准阳光条件为AM0标准阳光光谱辐照度(见附录B的规定) 地面直按阳光 太阳电池相对光谱响应测量值 AM0标准阳光光讲辐照度 地面直接阳光下太阳电池短路电流测量值 EerA) AMr,T S(,25C ke 地面直接阳光光谱辐照度测量值 E 地面直按阳光牺照度测量值 温度修正e.(AM.x,25)-.(AMx,)1一a(T-25C)] J(A)daJe(a)sN(a,25C)d2 辐照度和光谱修正:e(AM0,25C)=(AMr,25C)× EE()s.(a,25C)d2 AM0标准阳光条件下的太阳电池短路电流标定结果 .(ANM0，25c) 图1地面直接阳光方法原理框图
GB/6496一2017 4.2辐照度和光谱辐照度修正 辐照度和光谱辐照度修正的计算方法见式(1). E(a)daE(A)S(A)d Isc(AM0)=Iec(AM.r× EE(a).S(A)da 式中 I.(AM0) AM0标准阳光条件下的太阳电池短路电流值,单位为毫安(mA); 1e(AMe 地面直接阳光下的太阳电池短路电流测量值,单位为毫安(mA); E(a) 地面阳光光谱辐照度测量值,单位为瓦每平方米纳米[w/mnm)]; -AM0标准阳光光谱辐照度,单位为瓦每平方米纳米[w/m nm)] ERe(A -地面直接阳光辐照度,单位为瓦每平方米(w/m') 太阳电池相对光谱响应测量值; s R(A) 波长,单位为纳米(nm). 式中各光度量中只有E需要进行绝对测量,光谱量都只需进行相对测量,因此标定测试结果的准 确度取决于E的测量准确度 1.AMr)采用测量四端引线精密电阻压降的方法或具有电压偏置功能的1-V曲线测试设备进行 确定,以保证太阳电池处于短路状态 E(a)采用扫描光栅式或阵列探测器式光谱辐照计进行测量,光谱辐照计可只进行相对光谱辐照度 校准 E采用绝对直接辐射计或经绝对直接辐射计标定过的直接辐射计进行测量 S(a)的测量可采用单色仪式或窄带滤光片式光谱响应测试装置进行,并应符合GB/T6495.8的 要求 4.3温度修正 太阳电池标定时,若不能将太阳电池的温度控制在25C士1C,则需测量标定时太阳电池的温度， 并利用太阳电池短路电流温度系数测量值,通过式(2)将太阳电池短路电流修正到25C时的数值 I袋(AMr)=I.(AMr)1一a(丁一25C 式中: I鞭(AMr) 地面直接阳光下的太阳电池温度为25C时短路电流测量值,单位为毫安(mA) 太阳电池短路电流温度系数,单位为每摄氏度(C-); T 太阳电池温度测量值,单位为摄氏度(C). 5 仪器设备 5.1 -般要求 标定用测试设备应经过具有资质的计量机构的检定、校准,并应在有效期内 5.2太阳电池短路电流测试设备 太阳电池短路电流测试设备要求如下 太阳电池短路电流值通过测量一个具有四端引线的精密电阻其上的电压降进行确定 四端引 线的精密电阻与太阳电池之间的导线应尽量短 测试时太阳电池端电压应小于该太阳电池开
GB/T6496一2017 路电压的3% b 太阳电池短路电流值也可通过测试太阳电池的I-V曲线进行确定 应采用四线制测试方法测 量太阳电池的I-V曲线 太阳电池短路电流测量的最大允许误差应优于0.2%. c 同时标定多个太阳电池时,可采用多通道数字电压表或多通道数据采集器测量各太阳电池的 d 短路电流和温度,或采用多通道1-V曲线测试设备测试各太阳电池1-V曲线,以提高测试 效率 5.3太阳电池温控及测温设备 太阳电池温控及测温设备要求如下 a 太阳电池温控设备应能在室外环境下将太阳电池的温度控制在5C士c b 温控设备应能够利用标准太阳电池封装底座内的温度传感器作为测温元件 温度传感器采用Pt100铂电阻,体积应尽量小; c 温度传感器应安装在金属太阳电池底座粘贴太阳电池的表面处,并保证与底座热接触良好; d 太阳电池温度测量的最大允许误差应优于0.5C e 5.4太阳电池相对光谱响应测试设备 太阳电池相对光谱响应测试设备应能够按照GB/T6495.8中的相关规定测试太阳电池的相对光 谱响应 5.5地面直接阳光辐照度测试设备 应采用腔体式绝对直接辐射计或经腔体式绝对直接辐射计标定过的直接辐射计进行地面直接阳光 辐照度测量 腔体式绝对直接辐射计的最大允许误差应优于0.2% 5.6地面阳光光谱辐照度测试设备 地面阳光光谱辐照度测试设备要求如下 应采用能够在室外条件下可靠工作,且便于在太阳跟踪器上安装的小型光谱辐射计; a 光谱辐射计在使用前应进行相对光谱辐照度的标定; b) e 光谱辐射计的技术指标应满足以下要求 1一2500nm; 1) 波长范围为;280 nm 22 地面阳光光谐测试带宽及相对光谐辐照度标定的最大允许误差应满足表1要求 地面阳光光谱测试带宽 表1 波长 带宽 最大允许误差 nm nm 280400 10 优于士1o 400~700 5 优于士2 7001200 <10 优于士5 1200~2500 15 优于士10 5.7太阳跟踪器 太阳跟踪器要求如下:
GB/6496一2017 加装准直筒的太阳电池,光谐辐照计,绝对直接辐照计或直接辐射计应安装在同一个或分别安 a 装在多个太阳跟踪器上; b 太阳跟踪器应采用水平、俯仰双轴光电自动跟踪方式 在标定测试期间,太阳跟踪器应能够始 终跟踪太阳,跟踪精度应优于0.5°; 若采用多个太阳跟踪器,则应保证各敏感器都能同时对准太阳并达到相同的跟踪精度,以避免 各跟踪器跟踪精度差异对标定结果的影响; d 太阳跟踪器应具有足够的承载能力和稳定度,能够在安装所有设备的情况下,在五级风力下正 常工作 5.8准直筒 准直简要求如下: 应为光谱辐射计和太阳电池设计、制作专用准直简; a 光谱辐照度计和太阳电池应加装与绝对直接辐射计具有相同视场角的准直筒 b 如果需要同时 标定多个太阳电池,则每一个太用电池都应加装一个准直简; 内部设置消杂光光阐,并喷涂消光黑漆; c 设备安装时应保谁所有准直简相互平行,不平行度应小F0."立体角 d 标定测试系统 太阳电池标定测试系统框图见图2,室外标定装置的组成见图3
GB/T6496一2017 S(a ER( ) .(AM0，T)= .(AMs j(a)dajher(a)sx(A .AMr，TX EJ(a)xAz 江 室外标定较置 说明 直接辐射计或绝对直接辐射计; 积分球; -光谱辐射计; 采样电阻; P100铂电阻温度传感器 准直筒; 待标定太阳电池 光谱响应测试仪; 标准AM0光谱; 10 -标定结果 图2标定测试系统框图
GB/6496一2017 77777 说明: 直接阳光 太阳电池准直筒 -安装板; 标准太阳电池; -控温模块; 立柱; 水平转台 俯仰转台 直接辐射计或绝对直接辐射计 10 -阳光光谱辐射计; 1 积分球; 光谱辐射计准直筒 12 图3室外标定装置示意图 标定程序 7.1标准太阳电池样品及性能测试 7.1.1标准太阳电池样品 标准太阳电池样品应满足如下要求 符合GB/T6492的相关规定; a b 尺寸一般为20mm×20mm的正方形,电池表面粘贴防辐射盖片玻璃,并焊有上下互联片; 粘贴、固定在专用的电池底座上 电池底座便于实现电池的温控、测温和测试电缆的连接,并
GB/T6496一2017 有清晰、牢固的标识 7.1.2标准太阳电池样品性能测试 7.1.2.1相对光谱响应 按照GB/T6495.8的相应规定测试太阳电池样品的相对光谱响应 7.1.2.2短路电流线性度 按照1sO15387;2005附录I的规定测试太阳电池的短路电流线性度 7.1.2.3温度系数 按照GB/T6495.4中的相关规定测量太阳电池的短路电流温度系数,温度系数范围应大于10C 60C 7.1.2.41-特性曲线 按照GB/T6494相关规定测试太阳电池样品的I-V特性曲线 7.2自然阳光下太阳电池标定测试 7.2.1标定环境条件 7.2.1.1 标定场地 应选择无山峰,建筑物,树木等高大物体的开阔场地作为标定场地 7.2.1.2天气条件 应选择围绕太阳30"立体角内无可观察到的云雾的晴朗蓝天进行标定 标定时空气质量应达到 级 7.2.1.3阳光辐照度 标定时,地面直接阳光辐照度应大于750w/m' 7.2.1.4阳光辐照稳定性 标定时,阳光辐照应足够稳定,在30、时间间隔内太阳电池短路电流波动应不大于士0.5% 7.2.1.5大气质量 标定时,大气光学质量应在1.00一2.00之间 7.2.1.6水汽含量 标定时,大气水汽含量应在0.5mm一2.0mm之间 7.2.2标定测试步骤 标定测试步骤如下 将带底座的标准太阳电池安装在准直筒后端 a b)将装有标准太阳电池的准直筒、绝对直接辐射计或直接辐射计,光谱辐照计安装在同一个或多
GB/6496一2017 个太阳跟踪器上; 启动太阳跟踪器,持续跟踪对准太阳,保证装有标准太阳电池的准直简,光谱辐射计的准直简、 绝对直接辐射计或直接辐射计均与阳光光线平行,偏差小于0.5立体角; d) 若具备温控装置,将标准太阳电池的温度控制在25C士1(宜尽量采用温控装置); 确认直接阳光辐照度不低于750w/m'; e fD 在60s内完成一次直接阳光的辐照度,光谱辐照度、标准太阳电池的短路电流或IV曲线及 温度的测试; 重复步骤c)f)至少5次,同时环境条件应满足7.2.1的规定; 8 h)至少在不同的3d,在同一地点进行a)g)的操作和测试,同时环境条件应满足7.2.1的规定 标定结果的计算 标定结果的计算步骤如下 利用式(2)将太阳电池的短路电流测量值修正到标雅温度25C下的数值(若在了2.2中呆用了 a 温控措施则可省略此步骤); 利用式()计算标谁太阳电池的AM0短路电流 b 采用至少3d、每天5次标定数据的平均值作为标定结果 c 标准太阳电池的复标定 标准太阳电池一般每2a进行一次复标定 10标定报告 标定报告应包括以下内容 标准太阳电池编号、型号; aa b 标准太阳电池材料,类型" 标准太阳电池封装类型， c 标准太阳电池生产单位、生产日期 d 相对光谱响应测试数据; 短路电流温度系数测试数据; 短路电流线性度测试数据; g I-V曲线测试数据 h 标定天数、日期 标定地点及经纬度; kk 标定时的大气质量; 标定时大气水汽含量; 采用的绝对直接辐射计或直接辐射计的类型、型号及准确度 m 标准太阳电池在AM0标准阳光条件下,标准温度时的短路电流标定结果1e(AM0,25C); n 短路电流标定结果I(AM0,25C)的测量不确定度; o 标定单位 p
GB/T6496一2017 附 录 A 资料性附录) 太阳电池高空标定方法 高空飞机标定方法 A.1 A.1.1标定原理 在一个高空区间的一系列不同高度上测试阳光直射时太阳电池的短路电流，绘出太阳电池短路电 流I相对于大气质量AM的关系曲线,通过外推即可得AM0时太阳电池的短路电流lc(AM0) 测 试应在太阳正午的一段较短的时间内完成,以保证太阳高度角在这期间保持不变 太阳电池短路电流 测试点的高度和大气质量可通过测量舱外气压进行计算 A.1.2仪器设备 高空飞机标定需要以下设备 架飞行高度可达15.4km,下降时俯仰、偏航和滚动控制精度可达到1"的高空飞机 a b -个能够在高空飞机上安装的,准直比为5:1或更大的准直简装置(见图A.l),准直简安装 在机舱的一个开敞的窗口处,窗口前端应安装窗门,以便在飞机起飞,着陆和低空飞行时对电 池和准直简装置进行保护; -套用于控制和数据存储的计算机系统; c d -套校准过的高灵敏绝对气压传感器装置; e 个经过标定的安装在驾驶舱的阳光光点指示器; f 个经过可溯源到世界辐射中心太阳辐照基准的原级标准辐射计标定过的绝对腔体式辐 射计 0
GB/6496一2017 0 说明 窗门; 太阳辐照 旋转支点 飞机机身 准直简角度标度; 可拆卸的电池安装底座 控温模块; 标准太阳电池 准直筒 10 连接杆; 支撑框架 1l1 图A.1高空飞机准直筒装置示意图 A.1.3环境条件 太阳电池的标定应在大气层中确定为平流层的区域进行 应选择在一年当中太阳高度角最大的时 间进行标定 太阳电池的温度应控制在25C士1C A.1.4标定程序 高空飞机标定程序步骤如下 将被测太阳电池安装在温控测试台面上,温控测试台同时作为准直简后盖 保证太阳电池的 a 电极与温控测试台上连接测试仪器的电极有良好的欧姆接触 b 每 一个待标定的太阳电池应配置一个负载电阻 负载电阻的阻值应保证太阳电池在辐照度为 个太阳常数的阳光辐照下,太阳电池两端的压降不大于20mV 负载电阻应采用准确度优 于士0.1%的精密无感线绕电阻 确定大气条件是否满足太阳电池标定飞行的要求 飞行空域高层大气状态数据必需在标定飞 行当天格林威洽时间12:00时,在至少3个相关地点进行采集 在保证飞行安全前提下根据 气象条件采取适当的操作方式操纵飞机 1
GB/T6496一2017 根据现行天文历的数据计算并设定准直筒的俯仰角 d e 将电池标号、负载电阻阻值,太阳和准直简角度、地心距离及温度控制数据等参数输人控制计 算机的软件 fD 将准直简和导向阳光光点指示器调整到合适的角度 将测试台安装到飞机上的准直筒后端 如有必要更换负载电阻 检测整个飞机系统,包括计 8 算机软硬件、数据采集系统,外部窗门温度控制和压力传感器 启动机载计算机软件进行标 定测试 标定飞行后,从准直筒的测试台上取下太阳电池并从计算机上下载标定测试数据 h i) 根据式(A.l)计算各短路电流测试点高度的大气质量 M="sec(90°一He) A.1 式中 M -短路电流测试点高度的大气质量; P -短路电流测试点高度的大气压,单位为帕(Pa); 海平面的大气压,单位为帕(Pa); P He -太阳高度角,单位为度(") 画出太阳电池短路电流的对数与大气质量的关系曲线,进行地心距离和臭氧修正,并将曲线外推到 大气质量为零的坐标点即可得到太阳电池短路电流的AM0标定结果(见图A.2). 外推线 飞行测试数据 0.1 0.2 大气质量 图A.2曲线外推示意图 A.2高空气球标定方法 A.2.1概述 太阳电池高空标定的目的是获得大气层外AM0标准太阳电池,用于准确设定太阳模拟器的辐照 度 高空气球标定方法是利用高空气球将太阳电池带到36km或更高的高空测量其短路电流,然后将 电池回收并作为标准太阳电池使用 将经过高空标定的标准太阳电池放置在太阳模拟器的光束下,调 节太阳模拟器的辐照度,直到标准太阳电池的短路电流达到与在高空气球上的短路电流测量值相同,只 要标准太阳电池与被测太阳电池或组件具有相同的相对光谐响应,模拟器的辐照度即被设定完成 这 是 -种非常准确的太阳模拟器辐照度设定方法,尽管这时太阳模拟器的辐照度与AM0阳光并不完全 12
GB/6496一2017 匹配 A.2.2标定原理 标定的基本原理是测量每一个飞行电池的短路电流,因为短路电流与光强成正比 实际标定中,每 -个太阳电池通过一个负载电阻将电池的工作点设置在接近短路状态 负载电阻应选择温度系数优于 2×10-:/C的高稳定线绕精密电阻 如果测试太阳电池的1-V曲线,则不需要负载电阻 气球上的太 阳电池暴露在直射阳光下,利用一个太阳跟踪器保持太阳电池始终正对太阳 如果太阳跟踪误差可以 忽略,只需两项修正即可将测值转换到AM0标准条件的数值:一项是日地平均距离修正,另一项是温 度修正 A.2.3仪器设备 太阳电池高空标定气球装置主要包括 主气球;采用20Mm聚乙烯薄膜制成,充满后体积约为1×10'm,重约300kg b)小气球:充满后体积约80m',重约4kg c 球顶载荷包括 太阳跟踪器; 太阳角度传感器; 2 3 直流电压标准; 数据采集系统; ！ 摄像机 5 时钟装置 6 7)回收降落伞; 为太阳跟踪器和数据采集系统供电的蓄电池电源装置; 8 追踪信标机 9 d)球下载荷包括 为球下载荷供电的蓄电池电源装置; 1) 22) 用于气球高度控制的压仓装置 经加固处理的电子设备; 3) ！ GPs接收机; 5 无线电应答机: 回收降落伞 6 安装在太阳跟踪器上的太阳电池组件 e 地面支持设备包括 1 遥测接收和记录系统; GPS接收机 2 用于解算气球位置、高度和姿态的计算机系统 3 专用气球施放车; 4 5 追踪回收车; 6 跟踪、搜索和回收飞机 太阳电池高空标定气球装置示意图见图A.3 13
GB/T6496一2017 说明 -太阳电池组件; 太阳跟踪器; 降落伞; 气球; -设备吊篮降落伞; 球下设备吊篮 图A.3太阳电池高空标定气球装置示意图 A.2.4环境条件 气球的飞行安排在6月一9月,因为每年的这段时间太阳高度角最大(气球施放地点在北纬30" 40"附近),阳光照射到太阳电池穿过大气层的路径最短 为了尽量降低大气层对阳光的影响,太阳电池 的标定测试应在35kkm以上的高度进行 A.2.5标定程序 高空气球标定步骤如下 a 太阳电池飞行标定前,应对数据采集系统进行校准 在数据采集系统的输人端输人一系列不 同的标准电压,测量相应的输出电压,利用最小二乘法对测试数据的处理结果设定数据采集系 统放大器的增益和偏置 应分别对如下放大器进行校准: 测量接有固定负载电阻的太阳电池输出电压的放大器 1 22 测量太阳电池I-V特性的电压放大器; 14
GB/6496一2017 33 测量太阳电池I-V特性的电流放大器 b 太阳电池的温度通过安装在电池底座中的铂电阻温度传感器进行测量 用于测量铂电阻温度 传感器信号的放大器也应在太阳电池飞行标定前进行校准 上述校准工作在室温条件下进 行 太阳电池飞行标定前,应在控温箱中对数据采集系统的温度稳定性进行测试 飞行标定前,对太阳跟踪装置和数据采集系统进行环境试验 环境试验时需将全部要进行飞 行标定的太阳电池安装到太阳跟踪器上 将全部设备放进热真空实验舱并接通电源开始工 作 将实验舱抽真空到气球平飘高度对应的气压(高度36.6km时气压为500Pa) 监测数据 采集系统在一50C50温度范围的工作情况,同时监测太阳跟踪器的工作情况,以确认设 备能在上述环境中正常工作 气球标定飞行期间,测试数据通过无线电传回地面接收站 太阳电池标定数据送到一台专用 计算机进行实时显示和存储 至少应积累标定飞行当地正午1h内30min的测试数据 飞行结束时太阳跟踪器装置与气球分离并通过降落伞返回地面 飞行结束后,利用计算机对测试数据进行分析处理 根据式(A.2)对测试结果进行温度和日 地距离修正 V.=VT.RR=一aT(T一25) -- A.2 式中 连接负载电阻的太阳电池在温度为25C,日地距离为一个天文单位时的端电压,单 V8 25," 位为伏(V); 连接负载电阻的太阳电池在温度为T、日地距离为R时的端电压,单位为伏(); VT.R 日地距离,单位为天文单位(AU); R 太阳电池短路电流温度系数,单位为每摄氏度(C-1) T 太阳电池温度测量值,单位为摄氏度(C). 15
GB/T6496一2017 附录 B 规范性附录 AM0标准阳光光谱辐照度 AM0标准阳光光谱辐照度数据见表B.1 AM0标准阳光光谱辐照度分布曲线见图B.1 表B.1AM0标准阳光光谱辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m w/nm w/nm Mm m m 0,1995 0,2335 46 0.2675 270 0.2005 0.2345 260 39 0.2685 5 0.201 0,2355 57 0.2695 252 0.2025 0.2365 49 0.2705 293 0.2035 0.2375 53 0.271 232 D 0.2045 0.2385 0.2725 215 9 10 46 0.2055 0.2395 0.2735 204 0.2065 10 0.2405 43 0.274 5 37 11 0.2075 0.2755 0.24l5 5 200 0.208 15 0.2425 72 0.2765 258 5 24 0.2095 0.2435 0.277 240 65 28 62 0.2785 166 0,2105 0,2445 5 5 0.211 0.2455 51 0.279 89 0,2125 30 0,2465 51 0.2805 112 32 5 0,2135 0.247 57 0.2815 231 0.2145 0.2485 4 0.2825 307 37 0,2155 0,2495 58 0.2835 330 0.2165 34 0.2505 59 0.2845 244 0.25 47 0.2855 0,2175 36 141 元 0.2185 0.2525 0.2865 320o 48 0.2195 0.2535 55 0.2875 371 0.2205 48 0.254 5 61 0.2885 307 0.2215 0.2555 39 89 0.2895 456 0.,2225 5 0.2565 07 0.2905 623 66 5 0,2235 0,2575 129 0.291 600 g 0.2245 0.2585 134 0.2925 545 0.2255 0.2595 108 0.2935 545 0,2265 41 0,2605 102 0.2945 509 5 41 5 5 0.227 0.261 103 0,295 548 0.2285 54 0.2625 12 492 0.2965 48 5 0.2295 0.2635 175 0.297 531 0.,.2305 56 0.2645 274 0.2985 413 50 0.2655 280 0.2995 485 0,2315 0.2325 55 0.2665 260 403 0.3005 16
GB/6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m w/nm w/nm m 4m Am 773 0.30l5 445 0.3224 0.3495 865 0.3025 484 0.3228 758 0.3505 1119 5 0.3035 631 0.3232 646 0.351 993 5 610 0.304 0.3236 603 0.3525 871 0.3055 580 0.324 604 0.3535 1115 0.3065 575 0.3244 618 0.3545 1133 0.3075 645 0.3248 654 0.3555 1058 613 0.3252 0.3085 646 0.3565 938 0,3095 484 0.3256 682 0.3575 891 0.31 495 0.326 852" 0.3585 627 0.3l04 507 049 136 0.3264 0,3595 0.3108 588 0.3268 111m 0.3605 979 0.3112 707 0.3272 1108 0.3615 894 0.31l6 747 0.3276 050 0.3625 1175 707 965 0.312 0.328 0.3635 958 0.3124 644 0.3284 914 0.3645 1015 0.3128 663 0.3288 913 0.3655 1263 0.3132 10 952 0.3665 1249 0.3292 0.3136 691 0.3296 1043 0.3675 1214 0.314 689 0.33 1144 0.3685 1088 0.3144 722 0.3304 1137 0.3695 1331 673 1075 0.3148 0.3305 1006 0.3705 0,3152 695 0.3315 968 0.371 307 0.3156 765 0.3325 921 0.3725 1065 675 905 838 0,316 0.3335 0,3735 0.3164 569 0.3345 940 0.3745 878 0.3168 623 0.3355 982 0.3755 1141 0.317 2 749 0.3365 765 0.3765 1101 0.3176 0.3775 830 0.3375 866 1291 0.318 813 0.3385 916 0.3785 134] 0.3184 673 0.3395 937 0,3795 1000 0.3188 642 992 289 0.3405 0,3805 5 0.3192 768 0.3415 936 0.381 1096 0.3196 759 0.3425 995 0.3825 733 0.32 712 0.3435 985 0.3835 684 778 0.3204 0.3445 719 0.3845 1027 0.3208 844 0.3455 967 0.3855 954 0.3212 847 0.3465 919 0.3865 1071 0.321 736 902 966 0.3475 0,3875 0.322 695 0.3485 948 0.3885 912 17
GB/T6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m' w/m w/m 4m 从m Am 1227 477 0.3895 0.4295 0.4695 1992 0.3905 1223 0.4305 136 0.4705 879 5 5 5 0.391 1398 0.431 1688 0.471 2020 955 0.47？ 5 0.3925 0.4325 l648 2043 0.3935 489 0,4335 733 0.4735 1993 0.3945 101 0.4345 1672 0.4745 2053 5 5 0.395 1378 0,4355 1725 0,475 2018 0.4765 0.3965 650 0.4365 1931 1958 5 0,3975 l040 0.437 1808 0.477 S 2077 0.3985 538 0.4385 1569 0.478 5 2011 0.3995 655 0.4395 l827 2078 0.4795 0,4005 649y 0.4405 715 0.4805 2037 0.4015 796 0.4415 1933 0.4815 2092 0.4025 803 0.4425 1982 0.4825 2025 0.4835 0.4035 658 0.4435 l911 2021 0.404 5 602 0.444 5 1975 0.4845 1971 5 0.4055 672 0.4455 1823 0.485 1832 0.4065 893 627 624 0,4465 0.4865 0,.4075 1545 0,4475 2079 0.487 832 0.4085 l824 0,4485 1975 0.4885 1916 0,4095 1706 0,4495 2029 0.4895 1962 502 0.4105 0.4505 2146 2009 0.4905 5 0,4115 l819 0.451 2111 0,.491 S 1898 0.4125 79 0.4525 1943 0.4925 1898 758 0.4535 l972 890 0,4135 0.4935 0,4145 739 0.454 5 1981 0.4945 206o 0.4155 l736 0.4555 2036 0.4955 1928 0.4165 844 0.4565 2079 0.4965 2019 0.4175 667 0.4575 2102 0.4975 2020 0,4185 686 0.,4585 1973 0.4985 868 0,4195 703 0,4595 2011 0.4995 1972 760 0.4605 0.5005 1859 0,4205 2042 5 5 5 0.421 799 0.461 2057 0.501 814 0,4225 1584 0,4625 2106 0.5025 1896 5 0.423 1713 0,4635 2042 0.5035 1936 770 0.4245 0.4645 978 0.5045 l871 5 0.4255 697 0.4655 2044 0.505 995 0,4265 700 0.4665 1923 0.5065 1963 0.4275 571 0.4675 2017 0.5075 1908 0,4285 589 0.4685 1996 0.5085 1921 18
GB/6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m w/nm w/nm m 4m Am 1897 0.5095 1918 0.5495 0.5895 l6l4 0.5105 1949 0.5505 1864 0.5905 1815 5 0.5115 1999 0.5515 I873 0.591 789 0.5125 1869 0.5525 848 0.5925 810 0.5135 1863 0.5535 1884 0.5935 1798 0.5145 1876 0.5545 1900 0.5945 1776 0.5155 1902 0.5555 l899 0,5955 1785 1671 1823 0.5165 0.5565 0.5965 1807 5 0,5175 1728 0.557 1848 0.5975 1783 0.5185 656 0.5585 1789 0.5985 1760 0.5195 1830 0.5595 810 1777 0,5995 0.5205 1833 0.5605 1845 0.6005 1748 0.5215 1908 0.5615 l826 0.6015 1753 0.5225 l825 0.5625 1852 0.6025 1721 1863 0.5235 1896 0.5635 0.6035 789 0.524 196o 0.5645 1856 0.6045 779 0.5255 1932 0.5655 1800 0.6055 1766 0.5265 1676 0.5665 831 1762 0.,6065 5 0,.527 1830 0.5675 1889 0,6075 1760 0.5285 1899 0.5685 1812 0.6085 1745 0.5295 1920 0.5695 l862 0,6095 1746 1954 0.5705 1772 1705 0.5305 0.6105 5 0,531 1965 0.5715 1825 0,6115 1748 0.5325 l773 0.5725 1894 0.6125 1707 0.5335 878 685 1925 0.5735 0,6135 0.534 5 186o 0.5745 1869 0.6145 1715 0.5355 1992 0.5755 l832 0.6155 1715 0.5365 l873 0.5765 848 0.6165 161m 0.5375 884 0.5775 1859 0.6175 1709 0.5385 1906 0.5785 786 0.6185 726 0.5395 1834 0.5795 l830 0,.6195 1709 772 0.5405 0.5805 840 736 0.,6205 0.5415 1883 0.5815 1855 0,.6215 1692 0.5425 1827 0.5825 1875 0.6225 1715 0.5435 1881 0.5835 l859 0,6235 1668 0.5445 881 0.5845 0.6245 l862 l658 0.5455 903 0.5855 786 0.6255 634 0.5465 881 0.5865 1832 0.6265 1699 1835 0.5875 850 0.6275 699 0.5475 0.5485 1865 0.5885 1752 0.6285 1699 19
GB/T6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m' w/m w/m 从m Am Am 0.709 175 0.6295 679 l386 0.789 0.631 64 0.71 1387 0.791 159 0.633 653 0.713 1375 0.793 144 0.715 0.635 658 l368 0.795 135 0.637 656 0.717 1355 0.797 153 0.639 l653 0.719 1329 0.799 1136 0.64 l616 0.721 1332 0.801 1143 0.723 0.643 623 1349 0.803 130 0,645 629 0.725 1351 0.805 116 0.647 605 0.727 1347 0.807 121 0.649 560 0.729 l320 0.809 1096 0.651 608 0.731 1327 0.811 115 0.653 l601 0.733 1319 0.813 1116 0.655 534 0.735 1310 0.815 1108 0.657 0.737 0.817 386 l308 105 0.659 551 0.739 1279 0.819 1065 0.66 573 0.74们 1259 0.821 1081 0.663 557 287 0.823 1074 0,743 0.665 1562 0,745 280 0.825 1076 0.667 1537 0.747 1284 0.827 1077 0,669 1548 0.749 1271 0.829 1073 518 0.751 1263 0.671 0.831 1069 0,673 1523 0.753 1260 0.833 1034 0.675 512 0.755 1256 0.835 1053 0.677 5l0 0.837 1052 0.757 1249 0.679 500 0.759 241 0.839 1042 0.681 494 0.761 1238 0.841 1045 0.683 487 0.763 1242 0.843 1028 457 0.765 222 0.685 0.845 l033 0.687 469y 0.767 186 0.847 1025 0.689 463 0.769 1204 0.849 971 0.691 450 205 0.851 1003 0.771 0.693 450 0,773 1209 0.853 973 0.695 438 0.775 1189 0.855 877 0.697 1418 0.777 1197 0.857 101l1 0.779 0.699 427 l188 0.859 997 0.701 388 0.781 188 0.861 997 0.703 390 0,783 1177 0.863 999 0.705 47 0.785 181 0.865 970 0.707 402 0.787 1178 0.867 88o 20
GB/6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m w/nm w/nm 4m Am Am 777 1.0725 0.869 967 0.949 638 0.871 986 0.951 778 1.0775 630 0,.873 978 0.953 771 l.0825 620 0.955 76o 1.0875 0.875 981 614 0.87？7 984 0.957 774 1.0925 612 0.879 959 0,.959 771 1.0975 599 0.88 960 0.961 767 1.1025 608 767 1.1075 0.883 948 0.963 601 0,885 963 0,965 764 1.1125 603 0.887 947 0.967 757 1.1175 589 776 0.889 949 0.969 579 1.1225 944 0.971 763 1.1275 569 0.891 0.893 934 0.973 764 1.1325 566 0.895 936 0.975 750 l.1375 563 0.977 1.1425 557 0.897 939 768 0.899 912 0.979 768 1.1475 556 0.90 905 0.981 762 1.1525 545 0.903 905 0.983 766 554 l.1575 0,.905 893 0,.985 771 1.1625 540 0.907 891 0.987 756 1.1675 530 0,909 861 0,989 767 1.1725 533 870 764 1.1775 525 0.911 0.991 0,913 876 0,.993 755 1.1825 514 0.915 866 0,.995 756 l.1875 512 0.917 859 0.997 743 1.1925 51l1 0.919 858 0.999 743 1.1975 502 0.921 830 1.0025 745 1.2025 496 0.923 821 1.0075 737 1.2075 494 825 1.0125 734 1.2125 0.925 489 0.9227 828 1.0175 721 1.2175 500 0,.929 833 1.0225 704 1.2225 481 0.931 826 1.0275 708 1.,227 481 0,.933 832 1.0325 688 1.2325 484 0.935 818 1.0375 692 1.2375 477 0.937 802 1.0425 681 1.2425 477 1.2475 808 1.0475 685 466 0.939 0.94 800 1.0525 66 1.2525 474 0.943 784 1.0575 650 1.257 5 463 799 1.0625 642 0.945 1.2625 444 0.947 793 1.0675 643 1.2675 438
GB/T6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辐照度 波长 辐照度 w/m' w/m w/m 4m 从m Am 1.2725 1.4725 1.6725 439 31l 228 1.277 453 1.477 5 307 .677 220 1.2825 435 1.4825 303 1.6825 221 1.2875 437 1.487 5 1.6875 298 219 1.2925 442 1.4925 303 1.6925 219 1.2975 438 1.4975 300 l.6975 214 1.3025 438 1.5025 296 1.7025 217 1.3075 1.5075 1.7075 212 429 295 1.3125 419 1.5125 290 1.7125 203 1.317 416 1.517 5 290 1.7175 212 4l6 .5225 286 1.7225 205 l.3225 1.327 41 1.527 290 1.727 196 1.3325 405 1.5325 282 1.7325 190 1.337 5 400 l.537 5 274 1.7375 189 1.3425 1.5425 275 1.7425 398 191 1.347 394 1.547 5 274 1.7475 185 1.3525 387 1.5525 273 1.7525 187 1.3575 382 1.5575 72 1.757 189 1.3625 378 1.5625 269 1.7625 184 1.3675 370 1.5675 263 1.7675 182 1.3725 369 1.5725 260 1.7725 177 1.3775 1.5775 259 1.7775 173 368 1.3825 364 1.5825 255 1.7825 171 1.387 5 364 l.587 5 252 1.787 5 170 358 .5925 246 1.7925 l.3925 169 1.3975 357 1.597 246 1.797 173 1.4025 353 1.6025 247 1.8025 169 1.407 5 350 l.607 5 242 l.8075 168 1.4125 1.8125 346 l.6125 244 160 1.417 344 1.6175 243 1.817 16o 5 1.4225 343 1.6225 240 1.822 159 348 1.6275 1.827 156 1,4275 244 1.4325 337 1.6325 241 1.8325 156 1.4375 331 1.6375 237 1.8375 150 1,4425 327 1,6425 234 1.8425 153 .4475 318 235 1.8475 151 l.6475 5 1.4525 323 1.6525 234 1.852 148 1.4575 307 1.6575 234 1.8575 145 317 .6625 233 1.8625 143 l.4625 1.4675 31 1.6675 229 1.8675 143 22
GB/6496一2017 表B.1(续 波长 辐照度 波长 辅照度 波长 辐照度 W/m W/m Am W/m Am Am 1.8725 135 2.0775 01 2.7625 34 1.8775 98 32 135 2.0925 2.7975 1.8825 140 2.1075 93 2.8325 1.8875 138 2.1225 87 2.8675 29 1.8925 137 2.1375 85 2.9075 28 1.8975 138 2.1525 81 2.9475 26 25 么.875 1.9025 133 80 2. 1675 1.9075 136 2.1825 75 3.025 24 1.9125 138 2.1975 73 3.075 23 75 1.9175 136 2.2125 3.125 21 1.9225 134 2.2275 75 3.175 20 19 1.9275 132 2.2475 72 3.235 1.9325 18 132 2.2625 3.295 1.9375 31 69 3.355 16 2.2825 15 129 2.3025 3.425 1.9425 66 14 1.9475 127 2.3225 53 3.495 1.9525 58 3.575 13 126 2.3425 1.9575 122 2.3625 65 3.665 12 1.9625 126 2.3825 55 3,755 10 1.9675 125 2.4025 54 3.855 1.9725 125 2.4225 57 3.965 1.9775 129 2.4425 51 4.085 1.9825 125 2.4675 53 4.225 1.9875 123 2.4925 54 4.385 47 1.9925 121 2.5175 4.575 46 1.9975 123 2.5425 4.805 4！4 2.0025 116 2.5675 5,085 42 2.0125 114 2.5925 5,445 2.0225 2.6175 5.925 13 2.0325 110 2.6425 39 6.615 38 2.0425 107 2.6725 7.785 36 10.075 0. 2.0525 104 2.7025 2.0625 100 2.7325 35 23
GB/T6496一2017 2000o 1500 1000 500 0.5 1.0 波长/m 图B.1AM0标准阳光光谱辐照度分布曲线 24